发表在“ 自然 ”杂志上的发现可以彻底改变燃料电池和其他基于氢的技术，因为它们需要一个只允许质子 - 氢原子从电子中剥离 - 通过的屏障。
此外，石墨烯膜可用于将氢气从大气中筛出，其中微量气体存在，从而产生由空气驱动的发电机的可能性。
单原子厚材料石墨烯于2004年由曼彻斯特大学的一个团队首次隔离和探索，以其阻隔性能而闻名，其在诸如防腐涂层和不渗透包装等应用中具有多种用途。
例如，宇宙的生命周期需要氢，即所有原子中最小的氢，才能穿透石墨烯单层。
现在由Andre Geim爵士领导的一个小组测试了质子是否也被石墨烯排斥。他们完全预料到质子会被阻挡，因为现有理论预测质子渗透与氢一样少。
尽管预测悲观，但研究人员发现，质子很容易通过超薄晶体，尤其是在高温下，如果薄膜被铂等催化纳米颗粒覆盖。
该发现使单层石墨烯及其姊妹材料氮化硼成为可能用作质子传导膜的用途，这是现代燃料电池技术的核心。燃料电池使用氧气和氢气作为燃料，并将输入的化学能直接转换为电能。如果没有允许质子独有流动但阻止其他物种通过的膜，这种技术将不存在。
尽管燃料电池技术已经成熟，但需要进一步改进以使其得到更广泛的应用。其中一个主要问题是通过现有质子膜的燃料交叉，这降低了它们的效率和耐久性。
曼彻斯特大学的研究表明，使用石墨烯或单层氮化硼可以使现有的膜变得更薄更有效，同时减少燃料交叉和中毒。这可以提高燃料电池的竞争力。
曼彻斯特小组还证明，他们的单原子厚膜可用于从潮湿的大气中提取氢气。他们假设这种收获可以与燃料电池结合在一起，形成一个仅由空气中的氢气作为燃料的移动发电机。
博士生和本文的通讯作者Marcelo Lozada-Hidalgo说：“当你知道它应该如何工作时，这是一个非常简单的设置。你在一侧放置含氢气体，施加小电流并收集另一方面是纯氢气，然后可以在燃料电池中燃烧这种氢气。
“我们使用小型膜，目前实现的氢气流量当然很小。但这是发现的初始阶段，本文旨在让专家了解现有的前景。建立和测试氢气收割机将需要进一步的努力。“
博士后研究员和这项工作的第一作者盛虎博士补充说：“它看起来非常简单，同样有前途。因为石墨烯目前可以用平方米的片材生产，我们希望它能找到商用燃料电池的方法。宜早不宜迟。”
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